(57)【要約】【課題】    調湿装置の冷媒回路の冷凍サイクルにおいて、吸着素子を加熱再生するための熱量を増大させることにより、吸着素子の再生効率を向上させ、調湿装置の調湿性能を高める。【解決手段】冷凍サイクルにおける冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)をＲ２２の顕熱領域(Ｒ)より大きくして、吸着手段(80)を加熱再生するための熱量を増大させる。【選択図】図１１
2005055165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材により被処理空気の調湿を行う吸着手段(80)と冷凍サイクルを行う冷媒回路(100)とを備え、
上記冷媒回路(100)内の冷媒(106)の温熱により、上記吸着手段(80)の加熱再生を行う調湿装置であって、
実質的に同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較したときに、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)が、Ｒ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする調湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の調湿装置において、
冷媒回路(100)は、冷凍サイクルの高圧圧力が、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くなるように構成されていることを特徴とする調湿装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の調湿装置において、
冷媒(106)は、Ｒ３２単一冷媒又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒であることを特徴とする調湿装置。
【請求項４】
請求項２に記載の調湿装置において、
冷媒(106)は、ＣＯ２冷媒であることを特徴とする調湿装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載の調湿装置において、
吸着手段(80)は、第１吸着素子(81)と第２吸着素子(82)とで構成され、
第１空気の水分を第１吸着素子(81)で吸着し、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)で加温された第２空気によって第２吸着素子(82)の加熱再生を行う第１動作と、第１空気の水分を第２吸着素子(82)で吸着し、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)で加温された第２空気によって第１吸着素子(81)の加熱再生を行う第２動作とを交互に切り換えるバッチ運転を行うことを特徴とする調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着手段により空気の除湿や加湿を行う調湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内空気の温度と湿度を調整する調湿装置として、除湿剤（デシカント）の水分吸着作用を利用するデシカント調湿装置がある。
【０００３】
例えばデシカント調湿装置は、室内空気中の水分を吸脱着する吸着素子と、室内空気の温度調整を行う冷媒回路とを備えている。このデシカント調湿装置に導入された室内空気は、上記吸着素子で加湿または除湿されるとともに、上記冷媒回路の熱交換器で加温または冷却される。また、水分が吸着された吸着素子は、加熱再生されることで、この吸着素子の吸着能力が回復される。
【０００４】
このデシカント調湿装置の吸着素子は、第１の吸着素子と第２の吸着素子とで構成されている。そして、例えば夏期などに室内空気の除湿を行う際には、第１の吸着素子において室内空気の水分を吸着し、この間に第２の吸着素子を加熱再生する。そして、所定の時間が経過した後に、第２の吸着素子で室内空気の水分を吸着し、この間に第１の吸着素子を加熱再生する。すなわち、このデシカント調湿装置では、第１，第２の吸着素子において、水分吸着と加熱再生とを相互に切り換えて運転（バッチ運転）することで、除湿性能が低下することなく、室内空気の調湿を連続的に行う。
【０００５】
また、上記デシカント調湿装置の冷媒回路は、主に、圧縮機と、吸着素子を再生する再生用熱交換器と、膨張機構と、室内空気の加温/冷却用熱交換器とで構成されている。そして、これらの圧縮機、熱交換器、及び膨張機構は配管で接続されており、この配管内に充填された冷媒が循環する際の状態変化により冷凍サイクルを行う。この冷凍サイクルにおいて、例えば吸着素子の加熱再生時には、再生熱交換器内の冷媒の凝縮熱などを利用する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９７８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の調湿装置において、冷媒回路の冷凍サイクルでは、吸着素子を加熱再生するための熱量が不足するということが考えられる。特に、上記冷媒回路内の冷媒を、従来の調湿装置の一般的な冷媒であるＲ２２（ＣＨＣｌＦ2）とした場合には、吸着素子を加熱再生するための熱量が十分得られないため、その結果、調湿装置の調湿性能の低下を招くという問題が考えられる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、調湿装置の冷媒回路において、吸着素子を加熱再生するための熱量を大幅に増大させることにより、吸着素子の再生効率を向上させ、調湿装置の調湿能力を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくして、吸着手段(80)を加熱再生するための熱量を増大させるようにしたものである。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、吸着材により被処理空気の調湿を行う吸着手段(80)と冷凍サイクルを行う冷媒回路(100)とを備え、上記冷媒回路(100)内の冷媒(106)の温熱により、上記吸着手段(80)の加熱再生を行う調湿装置を前提としている。
【００１０】
そして、この調湿装置は、実質的に同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較したときに、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)が、Ｒ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。ここで、上記吐出温度(Ｂ)は、圧縮機での圧縮行程を経て吐出された冷媒の温度を示す。
【００１１】
上記第１の発明では、冷凍サイクルにおける冷媒(106)の温熱により、吸着手段(80)の加熱再生を行う。ここで、上記吸着手段(80)の加熱再生時に用いる冷媒(106)として、実質的に同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較した場合に、顕熱領域(Ｒ)が一般的な冷媒であるＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなる冷媒(106)を用いている。この顕熱領域(Ｒ)について、図９に基づいて説明を行う。
【００１２】
図９は、従来の一般的な冷媒であるＲ２２を用いた冷凍サイクルを示すＴ−Ｓ線図である。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒の温度、横軸に冷媒のエントロピーをとり、Ｒ２２の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＲ２２の飽和曲線（飽和液線及び飽和蒸気線）である。
【００１３】
Ｒ２２を用いた冷媒回路では、大略的にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示される冷凍サイクルを行っている。この冷凍サイクルにおいて、吸着素子の加熱再生は、Ｂ→Ｃ間でのＲ２２の放熱によって行われる。ここで、上記吸着素子の加熱再生に必要な温度が例えば６０℃である場合、Ｒ２２は、この６０℃よりも温度が高い状態で熱を放出する必要がある。したがって、Ｂ→Ｃ間において、吸着素子の加熱再生に有効なＲ２２の顕熱領域(Ｒ)は、６０℃の位置から、この冷凍サイクルの吐出温度(Ｂ)である約１２０℃までの斜線部分の領域となる。したがって、この斜線部分で示した領域が、吸着素子の加熱再生に有効に作用する冷媒の状態を示し、この領域を特許請求の範囲で言う顕熱領域(Ｒ)と定義する。なお、この顕熱領域(Ｒ)は、冷媒の温度とエントロピーとで求められる面積を示しているため、この顕熱領域(Ｒ)が広くなれば、吸着素子を加熱再生するための放熱量が増大することになる。
【００１４】
本発明では、同一の吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較した際に、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を、従来の調湿装置の一般的な冷媒であるＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくしているため、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)により、吸着手段(80)を加熱再生するために放出される放熱量を増大させることができる。したがって、吸着手段(80)の加熱再生効率を高めることができる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明の調湿装置において、冷媒回路(100)が、冷凍サイクルの高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くなるように構成していることを特徴とするものである。
【００１６】
上記第２の発明では、吸着手段(80)の加熱再生時における冷媒回路(100)の高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くし、上記冷媒(106)を超臨界状態にする。そして、この超臨界状態での冷凍サイクル（超臨界サイクル）によって、吸着手段(80)の加熱再生を行っている。ここで、冷媒(106)を超臨界状態とすると、冷媒が液体や気体である状態（亜臨界状態）と比べて、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【００１７】
第３の発明は、第１または第２の発明の調湿装置において、冷媒(106)が、Ｒ３２単一冷媒又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒であることを特徴とするものである。
【００１８】
上記第３の発明では、冷媒回路(100)の冷媒(106)として、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)の大きいＲ３２(ＣＨ2Ｆ2)リッチの冷媒を用いている。このため、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【００１９】
第４の発明は、第２の発明の調湿装置において、冷媒(106)が、ＣＯ２冷媒であることを特徴とするものである。
【００２０】
上記第４の発明では、冷媒回路(100)の冷媒(106)として、臨界温度の低いＣＯ２を用いている。このため、冷媒(106)を容易に超臨界状態とすることができ、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【００２１】
第５の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の調湿装置において、吸着手段(80)が、第１吸着素子(81)と第２吸着素子(82)とで構成され、第１空気の水分を第１吸着素子(81)で吸着し、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)で加温された第２空気によって第２吸着素子(82)の加熱再生を行う第１動作と、第１空気の水分を第２吸着素子(82)で吸着し、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)で加温された第２空気によって第１吸着素子(81)の加熱再生を行う第２動作とを交互に切り換えるバッチ運転を行うことを特徴とするものである。
【００２２】
上記第５の発明では、第１空気の水分を吸着手段(80)で吸着する一方、第２空気は吸着手段(80)の加熱再生に用いられる。ここで、吸着手段(80)を第１吸着素子(81)と第２吸着素子(82)とで構成し、一方の吸着素子で第１空気の水分を吸着する間に、他方の吸着素子を冷媒(106)により加温された第２空気で加熱再生する第１，第２の運転動作を相互に切り換えるバッチ式の運転を行っている。したがって、第１，第２吸着素子(81,82)が吸着破過することなく、連続的に被処理空気を調湿することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、以下の効果が発揮できる。
【００２４】
第１の発明によれば、吸着手段(80)の加熱再生に用いる冷媒(106)として、同一の吐出温度（Ｂ）の冷凍サイクルで比較した際に、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)が大きい冷媒(106)を用いている。このため、冷媒(106)の放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率を向上することができる。したがって、調湿装置の調湿性能を高めることができる。
【００２５】
第２の発明によれば、冷媒回路(100)の冷凍サイクルの高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くし、上記冷媒(106)を超臨界状態にしている。そして、冷媒(106)の超臨界サイクルによって、吸着手段(80)の加熱再生を行っている。ここで、冷媒(106)を超臨界状態とすると、亜臨界状態と比べて、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率を向上することができる。
【００２６】
第３の発明によれば、吸着手段(80)の加熱再生に用いる冷媒(106)として、Ｒ３２リッチの冷媒を用いている。Ｒ３２は、Ｒ２２と比較して、冷凍サイクルにおける顕熱領域(Ｒ)が大きいため、冷媒(106)の放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率を向上することができる。
【００２７】
第４の発明によれば、吸着手段(80)の加熱再生に用いる冷媒(106)として、ＣＯ２を用い、このＣＯ２により超臨界サイクルを行っている。このＣＯ２は臨界温度が低いため、容易に超臨界状態とすることができる。そして、このＣＯ２を超臨界状態とすることで、冷媒(106)の冷凍サイクルにおける顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。このため、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率をさらに向上することができる。したがって、調湿装置の調湿性能をさらに高めることができる。
【００２８】
第５の発明によれば、吸着手段(80)を第１，第２吸着素子(81,82)で構成し、片方の吸着素子で空気の水分を吸着する一方、他方の吸着素子の加熱再生を行う第１，第２の運転動作を相互に切り換えるバッチ式の運転を行っている。したがって、第１，第２吸着素子(81,82)が吸着破過することなく、連続的に被処理空気を調湿することができ、調湿装置の除湿性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係る調湿装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
《発明の実施形態１》
まず、実施形態１に係る調湿装置について説明する。実施形態１に係る調湿装置は、減湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行うように構成されている。また、この調湿装置は、吸着手段(80)と、詳細は後述する冷媒回路(100)とを備え、バッチ式の動作を行うように構成されている。ここでは、本実施形態に係る調湿装置の構成について、図１、図５、図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、図１に示す調湿装置を正面側から見た場合の方向性を意味している。
【００３１】
図１に示すように、上記調湿装置は、やや扁平な直方体状のケーシング(10)を備えている。このケーシング(10)には、上記吸着手段(80)としての２つの吸着素子(81,82)と冷媒回路(100)とが収納されている。
【００３２】
冷媒回路(100)には、再生熱交換器(102)、第１熱交換器(103)、第２熱交換器(104)、圧縮機(101)、及び膨張弁（第１，第２電動膨張弁）(121,122)が設けられている。この冷媒回路(100)では、充填された冷媒(106)を循環させることによって冷凍サイクルが行われる。また、冷媒回路(100)は、第１熱交換器(103)が蒸発器となる運転と、第２熱交換器(104)が蒸発器となる運転とを切り換え可能に構成されている。
【００３３】
図６に示すように、上記吸着素子(81,82)は、平板状の平板部材(83)と波形状の波板部材(84)とが交互に積層して構成されている。波板部材(84)は、隣接する波板部材(84)の稜線方向が互いに９０°ずれる姿勢で積層されている。そして、吸着素子(81,82)は、全体として直方体状ないし四角柱状に形成されている。
【００３４】
上記吸着素子(81,82)には、平板部材(83)及び波板部材(84)の積層方向において、調湿側通路(85)と冷却側通路(86)とが平板部材(83)を挟んで交互に区画形成されている。この吸着素子(81,82)において、平板部材(83)の長辺側の側面に調湿側通路(85)が開口し、平板部材(83)の短辺側の側面に冷却側通路(86)が開口している。
【００３５】
上記吸着素子(81,82)において、調湿側通路(85)に臨む平板部材(83)の表面や、調湿側通路(85)に設けられた波板部材(84)の表面には、水蒸気を吸着するための吸着材が塗布されている。この種の吸着材としては、例えばシリカゲル、ゼオライト、イオン交換樹脂等が挙げられる。
【００３６】
図１に示すように、上記ケーシング(10)において、最も手前側には第１パネル(11)が設けられ、最も奥側には第２パネル(12)が設けられている。第１パネル(11)には、その左端寄りの下部に給気口(14)が形成され、その右端寄りの下部に排気口(16)が形成されている。一方、第２パネル(12)には、その左端寄りの下部に室内側吸引口(13)が形成され、その右端寄りの下部に室外側吸引口(15)が形成されている。
【００３７】
ケーシング(10)の内部は、手前側の第１パネル(11)から奥側の第２パネル(12)に向かう方向において、大別すると２つの空間に仕切られている。
【００３８】
ケーシング(10)の第１パネル(11)寄りに形成された空間は、さらに仕切板(40)により左右の空間に仕切られている。この左右の空間のうち、右側の空間は排気側流路(41)を構成し、左側の空間は給気側流路(42)を構成している。
【００３９】
上記排気側流路(41)は、排気口(16)を介して室外に連通している。この排気側流路(41)には、排気ファン(96)、第２熱交換器(104)、及び圧縮機(101)が設置されている。上記第２熱交換器(104)は、排気ファン(96)へ向かって流れる空気を冷媒回路(100)の冷媒(106)と熱交換させる。また、上記圧縮機(101)は、上記冷媒回路(100)の圧縮行程に用いられている。
【００４０】
一方、給気側流路(42)は、給気口(14)を介して室内に連通している。この給気側流路(42)には、給気ファン(95)と第１熱交換器(103)とが設置されている。第１熱交換器(103)は、給気ファン(95)へ向かって流れる空気を冷媒回路(100)の冷媒(106)と熱交換させる。
【００４１】
ケーシング(10)の第２パネル(12)寄りに形成された空間は、右側仕切板(20)と、左側仕切板(30)とによって左右に３つの空間に仕切られている。
【００４２】
右側仕切板(20)の右側の空間は、鉛直上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が右上部流路(65)を構成し、下側の空間が右下部流路(66)を構成している。右上部流路(65)は、排気側流路(41)と連通している一方、室外側吸引口(15)とは仕切られている。また、右下部流路(66)は、室外側吸引口(15)と連通している一方、排気側流路(41)とは仕切られている。
【００４３】
左側仕切板(30)の左側の空間は、鉛直上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上下の空間が左上部流路(67)を構成し、下側の空間が左下部流路(68)を構成している。左上部流路(67)は、給気側流路(42)と連通している一方、室内側吸引口(13)とは仕切られている。また、左下部流路(68)は、室内側吸引口(13)と連通している一方、給気側流路(42)とは仕切られている。
【００４４】
右側仕切板(20)と左側仕切板(30)との間には、２つの吸着素子(81,82)が設置されている。これら吸着素子(81,82)は、所定の間隔をおいて前後に並んだ状態に配置されている。具体的には、手前側の第１パネル(11)寄りに第１吸着素子(81)が設けられ、奥側の第２パネル(12)寄りに第２吸着素子(82)が設けられている。
【００４５】
第１，第２吸着素子(81,82)は、それぞれにおける平板部材(83)及び波板部材(84)の積層方向がケーシング(10)の左右方向と一致する姿勢で設置されている。この姿勢の各吸着素子(81,82)では、その上下の側面に調湿側通路(85)が開口し、その前後の側面に冷却側通路(86)が開口する一方、その左右の側面にはいずれの通路(85,86)も開口していない。
【００４６】
右側仕切板(20)と左側仕切板(30)との間の空間は、第１流路(51)、第２流路(52)、第１上部流路(53)、第１下部流路(54)、第２上部流路(55)、第２下部流路(56)、及び中央流路(57)に区画されている。
【００４７】
また、図５に示すように、第１流路(51)は、第１吸着素子(81)の手前側（図５においては右側）に形成され、第１吸着素子(81)の冷却側通路(86)に連通している。第２流路(52)は、第２吸着素子(82)の奥側(図５においては左側)に形成され、第２吸着素子(82)の冷却側通路(86)に連通している。
【００４８】
第１上部流路(53)は、第１吸着素子(81)の上側に形成され、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)に連通している。第１下部流路(54)は、第１吸着素子(81)の下側に形成され、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)に連通している。第２上部流路(55)は、第２吸着素子(82)の上側に形成され、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)に連通している。第２下部流路(56)は、第２吸着素子(82)の下側に形成され、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)に連通している。
【００４９】
中央流路(57)は、第１吸着素子(81)と第２吸着素子(82)との間に形成され、両吸着素子(81,82)の冷却側通路(86)に連通している。この中央流路(57)には、上記第１，第２吸着素子を加熱再生するための再生熱交換器(102)がほぼ垂直に立った状態で設置されている。この再生熱交換器(102)は、中央流路(57)を流れる空気を冷媒回路(100)の冷媒(106)と熱交換させる。そして、再生熱交換器(102)は、凝縮器として機能し、中央流路(57)を流れる空気を加温する。
【００５０】
中央流路(57)と第１下部流路(54)との間の仕切りには、第１シャッタ(61)が設けられている。一方、中央流路(57)と第２下部流路(56)との間の仕切りには、第２シャッタ(62)が設けられている。第１シャッタ(61)と第２シャッタ(62)とは、何れもが開閉自在に構成されている。
【００５１】
図１に示すように、右側仕切板(20)には、第１右側開口(21)、第２右側開口(22)、第１右上開口(23)、第１右下開口(24)、第２右上開口(25)、及び第２右下開口(26)が形成されている。これらの開口(21,22,…)は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成されている。
【００５２】
第１右側開口(21)は、右側仕切板(20)における手前側の下部に設けられている。第１右側開口(21)の開閉シャッタが開いた状態では、第１流路(51)と右下部流路(66)とが互いに連通する。第２右側開口(22)は、右側仕切板(20)における奥側の下部に設けられている。第２右側開口(22)の開閉シャッタが開いた状態では、第２流路(52)と右下部流路(66)とが互いに連通する。
【００５３】
第１右上開口(23)は、右側仕切板(20)のうち第１吸着素子(81)に隣接する部分の上部に設けられている。第１右上開口(23)の開閉シャッタが開いた状態では、第１上部流路(53)と右上部流路(65)とが互いに連通する。第１右下開口(24)は、右側仕切板(20)のうち第１吸着素子(81)に隣接する部分の下部に設けられている。第１右下開口(24)の開閉シャッタが開いた状態では、第１下部流路(54)と右下部流路(66)とが互いに連通する。
【００５４】
第２右上開口(25)は、右側仕切板(20)のうち第２吸着素子(82)に隣接する部分の上部に設けられている。第２右上開口(25)の開閉シャッタが開いた状態では、第２上部流路(55)と右上部流路(65)とが互いに連通する。第２右下開口(26)は、右側仕切板(20)のうち第２吸着素子(82)に隣接する部分の下部に設けられている。第２右下開口(26)の開閉シャッタが開いた状態では、第２下部流路(56)と右下部流路(66)とが互いに連通する。
【００５５】
左側仕切板(30)には、第１左側開口(31)、第２左側開口(32)、第１左上開口(33)、第１左下開口(34)、第２左上開口(35)、及び第２左下開口(36)が形成されている。これらの開口(31,32,…)は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成されている。
【００５６】
第１左側開口(31)は、左側仕切板(30)における手前側の下部に設けられている。第１左上開口(31)の開閉シャッタが開いた状態では、第１流路(51)と左下部流路(68)とが互いに連通する。第２左側開口(32)は、左側仕切板(30)における奥側の下部に設けられている。第２左側開口(32)の開閉シャッタが開いた状態では、第２流路(52)と左下部流路(68)とが互いに連通する。
【００５７】
第１左上開口(33)は、左側仕切板(30)のうち第１吸着素子(81)に隣接する部分の上部に設けられている。第１左上開口(33)の開閉シャッタが開いた状態では、第１上部流路(53)と左上部流路(67)とが互いに連通する。第１左下開口(34)は、左側仕切板(30)のうち第１吸着素子(81)に隣接する部分の下部に設けられている。第１左下開口(34)の開閉シャッタが開いた状態では、第１下部流路(54)と左下部流路(68)とが互いに連通する。
【００５８】
第２左上開口(35)は、左側仕切板(30)のうち第２吸着素子(82)に隣接する部分の上部に設けられている。第２左上開口(35)の開閉シャッタが開いた状態では、第２上部流路(55)と左上部流路(67)とが互いに連通する。第２左下開口(36)は、左側仕切板(30)のうち第２吸着素子(82)に隣接する部分の下部に設けられている。第２左下開口(36)の開閉シャッタが開いた状態では、第２下部流路(56)と左下部流路(68)とが互いに連通する。
【００５９】
−冷媒回路の構成−
次に、上記冷媒回路(100)の構成について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図７は、実施形態１の冷媒回路(100)を示す回路図である。
【００６０】
冷媒回路(100)は、冷媒(106)が充填された閉回路である。冷媒回路(100)には、圧縮機(101)、再生熱交換器(102)、第１熱交換器(103)、第２熱交換器(104)、レシーバー(105)、、第１電動膨張弁(121)、第２電動膨張弁(122)が設けられている。この冷媒回路(100)では、冷媒(106)を循環させることで冷凍サイクルが行われる。
【００６１】
冷媒回路(100)において、圧縮機(101)の吐出側は、再生熱交換器(102)の一端に接続されている。この再生熱交換器(102)の他端は、レシーバー(105)の一端に接続されている。このレシーバー(105)の他端は、２つに分岐されて第１電動膨張弁(121)の一端と、第２電動膨張弁(122)の一端とにそれぞれ接続されている。第１電動膨張弁(121)の他端は、第１熱交換器(103)の一端に接続され、第２電動膨張弁(122)の他端は、第２熱交換器(104)の一端に接続されている。さらに、第１熱交換器(103)と第２熱交換器(104)の他端とは、それぞれが圧縮機(101)の吸入側に接続されている。
【００６２】
以上の構成の冷媒回路(100)の冷媒(106)としては、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)が大きい冷媒を用いることが好ましい。より具体的には、上記冷媒(106)として、Ｒ３２単一冷媒、又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２冷媒を含む混合冷媒（例えばＲ３２とＲ１２５の混合冷媒）、あるいはＣＯ２冷媒を用いることが好ましい。
【００６３】
−運転動作−
次に、上記調湿装置の運転動作について説明する。この調湿装置は、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、この調湿装置は、後述するように、第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことによって、除湿運転や加湿運転を行う。
【００６４】
<除湿運転>
除湿運転時において、冷媒回路(100)では、再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第１熱交換器(103)が蒸発器となる一方、第２熱交換器(104)が休止している。
【００６５】
図１，図２に示すように、除湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気(OA)は第１空気として、右下部流路(66)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気(RA)は第２空気として、左下部流路(68)へ流入する。
【００６６】
次に、除湿運転時の第１動作について、図１，図５(Ａ)を参照しながら説明する。この第１動作では、第１空気である室外空気の水分を第１吸着素子(81)で吸着する動作と、第２空気である室内空気で第２吸着素子(82)を加熱再生する動作とが行われる。つまり、第１動作では、第１吸着素子(81)で第１空気が減湿されると同時に、第２空気で第２吸着素子(82)の吸着材が再生される。
【００６７】
図１に示すように、右側仕切板(20)では、第１右下開口(24)と第２右上開口(25)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(21,22,23,26)の開閉シャッタは閉鎖状態となっている。この状態では、第１右下開口(24)によって右下部流路(66)と第１下部流路(54)とが連通し、第２右上開口(25)によって第２上部流路(55)と右上部流路(65)とが連通している。
【００６８】
左側仕切板(30)では、第１左側開口(31)と第１左上開口(33)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(32,34,35,36)の開閉シャッタが閉鎖状態となっている。この状態では、第１左側開口(31)によって第１流路(51)と左下部流路(68)とが連通し、第１左上開口(33)によって第１上部流路(53)と左上部流路(67)とが連通している。
【００６９】
また、図５(Ａ)に示すように、第１シャッタ(61)は閉鎖状態となり、第２シャッタ(62)は開口状態となっており、この状態で中央流路(57)と第２下部流路(56)とが連通される。
【００７０】
給気ファン(95)の駆動により、右下部流路(66)に流入した第１空気は、その後に第１右下開口(24)を通って、第１下部流路(54)へ流入する。一方、排気ファン(96)の駆動により、左下部流路(68)へ流入した第２空気は、その後に第１左側開口(31)を通って、第１流路(51)へ流入する。
【００７１】
第１下部流路(54)の第１空気は、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が吸着材に吸着される。第１吸着素子(81)で減湿された第１空気は、第１上部流路(53)へ流入する。
【００７２】
一方、第１流路(51)の第２空気は、第１吸着素子(81)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷却側通路(86)を流れる間に、第２空気は、調湿側通路(85)で水蒸気が吸着材に吸着された際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った第２空気は、中央通路(57)へ流入して再生熱交換器(102)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第２空気が冷媒(106)との熱交換によって約６０℃まで加温される。その後、第２空気は、中央流路(57)から第２下部流路(56)へ流入する。
【００７３】
第１吸着素子(81)及び再生熱交換器(102)で加熱された第２空気は、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)では、約６０℃の第２空気によって吸着材が加熱され、吸着材から水蒸気が脱離する。つまり、第２吸着素子(82)の再生が行われる。吸着材から脱離した水蒸気は、第２空気と共に第２上部流路(55)へ流入する。
【００７４】
図１に示すように、第１上部流路(53)へ流入した減湿後の第１空気は、第１左上開口(33)を通って左上部流路(67)へ流入し、その後に給気側流路(42)へ流入する。この第１空気は、給気側流路(42)を流れる間に第１熱交換器(103)を通過し、冷媒(106)との熱交換によって冷却される。その後、減湿及び冷却された第１空気は、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００７５】
一方、第２上部流路(55)へ流入した第２空気は、第２右上開口(25)を通って、右上部流路(65)へ流入し、その後に排気側流路(41)へ流入する。この第２空気は、排気側流路(41)を流れる間に第２熱交換器(104)を通過する。その際、第２熱交換器(104)は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。そして、第１吸着素子(81)の冷却と第２吸着素子(82)の再生に利用された第２空気は、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００７６】
次に除湿運転の第２動作について、図２，図５（Ｂ）を参照しながら説明する。この第２動作では、第１動作とは逆に、第１空気である室外空気の水分を第２吸着素子(82)で吸着する動作と、第２空気である室内空気で第１吸着素子(81)を加熱再生する動作とが行われる。つまり、第２動作では、第２吸着素子(82)で第１空気が減湿されると同時に、第２空気で第１吸着素子(81)の吸着材が再生される。
【００７７】
図２に示すように、右側仕切板(20)では、第１右上開口(23)と第２右下開口(26)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(21,22,24,25)の開閉シャッタは閉鎖状態となっている。この状態では、第１右上開口(23)によって第１上部流路(53)と右上部流路(65)とが連通し、第２右下開口(26)によって右下部流路(66)と第２下部流路(56)とが連通している。
【００７８】
左側仕切板(30)では、第２左側開口(32)と第２左上開口(35)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(31,33,34,36)の開閉シャッタが閉鎖状態となっている。この状態では、第２左側開口(32)によって左下部流路(68)と第２流路(52)とが連通し、第２左上開口(35)によって第２上部流路(55)と左上部流路(67)とが連通している。
【００７９】
また、図５（Ｂ）に示すように、第２シャッタ(62)は閉鎖状態となり、第１シャッタ(61)は開口状態となっており、この状態で中央流路(57)と第１下部流路(54)とが連通している。
【００８０】
給気ファン(95)の駆動により、右下部流路(66)に流入した第１空気は、その後に第２右下開口(26)を通って、第２下部流路(56)へ流入する。一方、排気ファン(96)の駆動により、左下部流路(68)へ流入した第２空気は、その後に第２左側開口(32)を通って、第２流路(52)へ流入する。
【００８１】
第２下部流路(56)の第１空気は、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が吸着材に吸着される。第２吸着素子(82)で減湿された第１空気は、第２上部流路(55)へ流入する。
【００８２】
一方、第２流路(52)の第２空気は、第２吸着素子(82)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷却側通路(86)を流れる間に、第２空気は、調湿側通路(85)で水蒸気が吸着材に吸着された際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った第２空気は、中央通路(57)へ流入して再生熱交換器(102)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第２空気が冷媒(106)との熱交換によって約６０℃まで加温される。その後、第２空気は、中央流路(57)から第１下部流路(54)へ流入する。
【００８３】
第２吸着素子(82)及び再生熱交換器(102)で加熱された第２空気は、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)では、約６０℃の第２空気によって吸着材が加熱され、吸着材から水蒸気が脱離する。つまり、第１吸着素子(81)の再生が行われる。吸着材から脱離した水蒸気は、第２空気と共に第１上部流路(53)へ流入する。
【００８４】
図２に示すように、第２上部流路(55)へ流入した減湿後の第１空気は、第２左上開口(35)を通って左上部流路(67)へ流入し、その後に給気側流路(42)へ流入する。この第１空気は、給気側流路(42)を流れる間に第１熱交換器(103)を通過し、冷媒(106)との熱交換によって冷却される。その後、減湿及び冷却された第１空気は、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００８５】
上記第１上部流路(53)へ流入した第２空気は、第１右上開口(23)を通って、右上部流路(65)へ流入し、その後に排気側流路(41)へ流入する。この第２空気は、排気側流路(41)を流れる間に第２熱交換器(104)を通過する。その際、第２熱交換器(104)は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。そして、第２吸着素子(82)の冷却と第１吸着素子(81)の再生に利用された第２空気は、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００８６】
<加湿運転>
加湿運転時において、冷媒回路(100)では、再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第２熱交換器(104)が蒸発器となる一方、第１熱交換器(103)が休止している。
【００８７】
図３，図４に示すように、加湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気は第２空気として、右下部流路(66)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気は第１空気として、左下部流路(68)へ流入する。
【００８８】
次に、加湿運転時の第１動作について、図３，図５(Ａ)を参照しながら説明する。この第１動作では、第１空気である室内空気の水分を第１吸着素子(81)で吸着する動作と、第２空気である室外空気で第２吸着素子(82)を加熱再生する動作とが行われる。つまり、第１動作では、第２吸着素子(82)で第２空気が加湿されると同時に、第１吸着素子(81)の吸着材が第１空気の水分を吸着する。
【００８９】
図３に示すように、右側仕切板(20)では、第１右側開口(21)と第１右上開口(23)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(22,24,25,26)の開閉シャッタは閉鎖状態となっている。この状態では、第１右側開口(21)によって右下部流路(66)と第１流路(51)とが連通し、第１右上開口(23)によって第１上部流路(53)と右上部流路(65)とが連通している。
【００９０】
左側仕切板(30)では、第１左下開口(34)と第２左上開口(35)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(31,32,33,36)の開閉シャッタが閉鎖状態となっている。この状態では、第１左下開口(34)によって左下部流路(68)と第１下部流路(54)とが連通し、第２左上開口(35)によって第２上部流路(55)と左上部流路(67)とが連通している。
【００９１】
また、図５(Ａ)に示すように、第１シャッタ(61)は閉鎖状態となり、第２シャッタ(62)は開口状態となっており、この状態で中央流路(57)と第２下部流路(56)とが連通している。
【００９２】
排気ファン(96)の駆動により、左下部流路(68)に流入した第１空気は、その後に第１左下開口(34)を通って、第１下部流路(54)へ流入する。一方、給気ファン(95)の駆動により、右下部流路(66)へ流入した第２空気は、その後に第１右側開口(21)を通って、第１流路(51)へ流入する。
【００９３】
第１下部流路(54)の第１空気は、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が吸着材に吸着される。第１吸着素子(81)で水分を奪われた第１空気は、第１上部流路(53)へ流入する。
【００９４】
一方、第１流路(51)の第２空気は、第１吸着素子(81)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷却側通路(86)を流れる間に、第２空気は、調湿側通路(85)で水蒸気が吸着材に吸着された際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った第２空気は、中央通路(57)へ流入して再生熱交換器(102)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第２空気が冷媒(106)との熱交換によって約６０℃に加温される。その後、第２空気は、中央流路(57)から第２下部流路(56)へ流入する。
【００９５】
第１吸着素子(81)及び再生熱交換器(102)で加熱された第２空気は、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)では、約６０℃の第２空気によって吸着材が加熱され、吸着材から水蒸気が脱離する。つまり、第２吸着素子(82)の再生が行われる。吸着材から脱離した水蒸気が第２空気に付与され、第２空気が加湿される。第２吸着素子(82)で加湿された第２空気は、その後に第２上部流路(55)へ流入する。
【００９６】
図３に示すように、第２上部流路(55)へ流入した第２空気は、第２左上開口(35)を通って左上部流路(67)へ流入し、その後に給気側流路(42)へ流入する。この第２空気は、給気側流路(42)を流れる間に第１熱交換器(103)を通過する。その際、第２熱交換器(103)は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。そして、加湿された第２空気は、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００９７】
一方、第１上部流路(53)へ流入した第１空気は、第１右上開口(23)を通って、右上部流路(65)へ流入し、その後に排気側流路(41)へ流入する。この第１空気は、排気側流路(41)を流れる間に第２熱交換器(104)を通過し、冷媒(106)との熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪われた第１空気は、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００９８】
次に加湿運転の第２動作について、図４，図５（Ｂ）を参照しながら説明する。この第２動作では、第１動作時とは逆に、第１空気である室内空気の水分を第２吸着素子(82)で吸着する動作と、第２空気である室外空気で第１吸着素子(81)を加熱再生する動作とが行われる。つまり、第２動作では、第１吸着素子(81)で第２空気が加湿されると同時に、第２吸着素子(82)の吸着材が第１空気の水分を吸着する。
【００９９】
図４に示すように、右側仕切板(20)では、第２右側開口(22)と第２右上開口(25)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(21,23,24,26)の開閉シャッタは閉鎖状態となっている。この状態では、第２右側開口(22)によって右下部流路(66)と第２流路(52)とが連通され、第２右上開口(25)によって第２上部流路(55)右上部流路(65)とが連通される。
【０１００】
左側仕切板(30)では、第１左上開口(33)と第２左下開口(36)の開閉シャッタが開口状態であり、残りの開口(31,32,34,35)の開閉シャッタが閉鎖状態となっている。この状態では、第１左上開口(33)によって第１上部流路(53)と左上部流路(67)とが連通し、第２左下開口(36)によって左下部流路(68)と第２下部流路(56)とが連通している。
【０１０１】
また、図５（Ｂ）に示すように、第２シャッタ(62)は閉鎖状態となり、第１シャッタ(61)は開口状態となっており、この状態で中央流路(57)と第１下部流路(54)とが連通している。
【０１０２】
排気ファン(96)の駆動により、左下部流路(68)に流入した第１空気は、その後に第２左下開口(36)を通って、第２下部流路(56)へ流入する。一方、給気ファン(95)の駆動により、右下部流路(66)へ流入した第２空気は、その後に第２右側開口(22)を通って、第２流路(52)へ流入する。
【０１０３】
第２下部流路(56)の第１空気は、第２吸着素子(82)の調湿側通路(85)へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が吸着材に吸着される。第２吸着素子(82)で水分を奪われた第１空気は、第２上部流路(55)へ流入する。
【０１０４】
一方、第２流路(52)の第２空気は、第２吸着素子(82)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷却側通路(86)を流れる間に、第２空気は、調湿側通路(85)で水蒸気が吸着材に吸着された際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った第２空気は、中央通路(57)へ流入して再生熱交換器(102)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第２空気が冷媒(106)との熱交換によって約６０℃に加温される。その後、第２空気は、中央流路(57)から第１下部流路(54)へ流入する。
【０１０５】
第２吸着素子(82)及び再生熱交換器(102)で加熱された第２空気は、第１吸着素子(81)の調湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)では、約６０℃の第２空気によって吸着材が加熱され、吸着材から水蒸気が脱離する。つまり、第１吸着素子(81)の再生が行われる。そして、吸着材から脱離した水蒸気が第２空気に付与され、第２空気が加湿される。第１吸着素子(81)で加湿された第２空気は、その後に第１上部流路(53)へ流入する。
【０１０６】
図４に示すように、第１上部流路(53)へ流入した第２空気は、第１左上開口(33)を通って左上部流路(67)へ流入し、その後に給気側流路(42)へ流入する。この第２空気は、給気側流路(42)を流れる間に第１熱交換器(103)を通過する。その際、第２熱交換器(104)は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。そして、加湿された第２空気は、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【０１０７】
一方、第２上部流路(55)へ流入した第１空気は、第２右上開口(25)を通って、右上部流路(65)へ流入し、その後に排気側流路(41)へ流入する。この第１空気は、排気側流路(41)を流れる間に第２熱交換器(104)を通過し、冷媒(106)との熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪われた第１空気は、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【０１０８】
《冷媒回路の運転動作》
次に、実施形態１における除湿、加湿運転時の冷媒回路(100)の運転動作について、図７，図８を参照しながら説明する。なお、図８に示す第１空気及び第２空気の流れは、いずれも第２動作時のものである。また、図８では、電動膨張弁(121,122)は省略している。
【０１０９】
除湿運転時においては、冷媒回路(100)の第２電動膨張弁(122)が全閉状態となる。一方、第１電動膨張弁(121)は、その開度が運転条件に応じて適宜調節される。
【０１１０】
この状態で圧縮機(110)が運転されると、冷媒回路(100)の冷媒(106)が循環して冷凍サイクルが行われる。この際、冷媒回路(100)では、図８(Ａ)に示すように再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第１熱交換器(103)が蒸発器となる一方、第２熱交換器(104)は休止した状態となる。
【０１１１】
圧縮機(101)から吐出された冷媒(106)は、圧縮機(101)により断熱圧縮されて高温高圧状態となり、再生熱交換機(102)へ移送される。再生熱交換機(102)を流入する高温高圧状態の冷媒(106)は、第２空気との熱交換を行い、第１吸着素子(81)の加熱再生に用いられる熱を第２空気へ放出する。この放熱により、再生熱交換機(102)内の冷媒(106)は、徐々に凝縮して低温状態となる。凝縮した冷媒(106)は、レシーバー(105)を通った後に、第１電動膨張弁(121)へ移送される。この冷媒(106)は、第１電動膨張弁(121)を通過する際に減圧されて低温低圧状態となる。第１電動膨張弁(121)で減圧された冷媒(106)は、第１熱交換器(103)へ移送される。第１熱交換器(103)を流通する低温低圧状態の冷媒(106)は、第１空気との熱交換を行い、第１空気の熱を吸熱する。この吸熱により、第１熱交換機(103)内の冷媒(106)は、徐々に蒸発して高温状態となる。蒸発した冷媒(106)は、圧縮機(101)へ吸入され、その後に圧縮機(101)から吐出される。
【０１１２】
加湿運転時においては、冷媒回路(100)の第１電動膨張弁(121)は全閉状態となる。一方、第２電動膨張弁(122)は、その開度が運転条件に応じて適宜調節される。
【０１１３】
この状態で圧縮機(110)が運転されると、冷媒回路(100)の冷媒(106)が循環して冷凍サイクルが行われる。この際、冷媒回路(100)では、図８(Ｂ)に示すように再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第２熱交換器(104)が蒸発器となる一方、第１熱交換器(103)は休止した状態となる。
【０１１４】
圧縮機(101)から吐出された冷媒(106)は、圧縮機(101)により断熱圧縮されて高温高圧状態となり、再生熱交換機(102)へ移送される。再生熱交換機(102)を流通する高温高圧状態の冷媒(106)は、第２空気との熱交換を行い、第１吸着素子(81)の加熱再生に用いられる熱を第２空気へ放出する。この放熱により、再生熱交換機(102)内の冷媒(106)は、徐々に凝縮して低温状態となる。凝縮した冷媒(106)は、レシーバー(105)を通った後に、第２電動膨張弁(122)へ移送される。この冷媒(106)は、第２電動膨張弁(122)を通過する際に減圧されて低温低圧状態となる。第２電動膨張弁(122)で減圧された冷媒(106)は、第２熱交換器(104)へ移送される。第２熱交換器(104)を流通する低温低圧状態の冷媒(106)は、第１空気との熱交換を行い、第１空気の熱を吸熱する。この吸熱により、第２熱交換機(104)内の冷媒(106)は、徐々に蒸発して高温状態となる。蒸発した冷媒(106)は、圧縮機(101)へ吸入され、その後に圧縮機(101)から吐出される。
【０１１５】
−実施形態１の効果−
次に、実施形態１の冷媒回路(100)の冷媒(106)として、Ｒ３２を用いた際の効果について説明する。
【０１１６】
図１０は、Ｒ３２を用いた冷媒回路(100)の冷凍サイクルを示すＴ−Ｓ線図の一例を示したものである。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒(106)の温度、横軸に冷媒(106)のエントロピーをとり、Ｒ２３の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＲ３２の飽和曲線である。
【０１１７】
Ｒ３２を用いた冷媒回路(100)では、大略的にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示される一般的な冷凍サイクルを行っている。この冷凍サイクルにおいて、Ａ→Ｂ間は圧縮機(101)による圧縮行程、Ｂ→Ｃ間は再生熱交換機(102)における凝縮行程、Ｃ→Ｄ間は電動膨張弁(121,122)による膨張行程、Ｄ→Ａ間は第１熱交換機(103)または第２熱交換器(104)における蒸発行程を示している。この冷凍サイクルにおいて、吸着素子(81,82)の加熱再生は、再生熱交換器(102)におけるＢ→Ｃ間での凝縮行程で行われる。次に、このＢ→Ｃ間における冷媒(106)の状態変化について説明する。
【０１１８】
圧縮機(101)の吐出温度となるＢ点では、圧縮されて高温高圧の過熱蒸気となったＲ３２が、約１２０℃となっている。次に、このＢ点のＲ３２が、Ｂ→Ｃ間において、再生熱交換器(102)内で空気と熱交換する。この際、Ｒ３２の温度は、空気への放熱により、徐々に温度が低下して約６０℃となる（Ｂ→Ｂ1）。その後、Ｒ３２は飽和蒸気から飽和液へ徐々に変化して凝縮する(Ｂ1→Ｂ2)。さらに、冷却されたＲ３２は、過冷却液となる（Ｃ点）。ここで、本実施形態では、吸着素子(81,82)の加熱再生に必要な温度を約６０℃としているため、この吸着素子(81,82)の加熱再生に有効に作用する顕熱領域(Ｒ)は、斜線部分の範囲となる。このＲ３２の顕熱領域(Ｒ)は、実質的に吐出温度(Ｂ)がほぼ同一である図９に示すＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなっている。このため、冷媒回路(100)の冷媒(106)としてＲ３２を用いることで、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、再生熱交換器(102)より空気へ放出される放熱量を増大させることができる。したがって、吸着素子(81,82)の加熱再生効率を向上することができる。
【０１１９】
なお、このような顕熱領域(Ｒ)の増大による加熱再生効率の向上は、Ｒ３２リッチの混合冷媒（７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒）についても同様に得ることができる。
【０１２０】
次に、実施形態１の冷媒回路(100)の冷媒(106)として、ＣＯ２を用いた際の効果について説明する。なお、この冷媒回路(100)内での冷凍サイクルの高圧圧力は、ＣＯ２の臨界圧力よりも高い圧力となっており、冷媒回路(100)内の冷媒(106)では、超臨界サイクルが行われる。
【０１２１】
図１１(Ａ)は、ＣＯ２を用いた冷媒回路(100)の冷凍サイクル（超臨界サイクル）を示すＴ−Ｓ線図の一例を示したものである。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒(106)の温度、横軸に冷媒(106)のエントロピーをとり、ＣＯ２の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＣＯ２の飽和曲線である。この冷凍サイクルにおいて、Ａ→Ｂ間は圧縮機(101)による圧縮行程、Ｂ→Ｃ間は再生熱交換機(102)における放熱行程、Ｃ→Ｄ間は電動膨張弁(121,122)による膨張行程、Ｄ→Ａ間は第１熱交換機(103)または第２熱交換器(104)における蒸発行程を示している。この冷凍サイクルにおいて、吸着素子(81,82)の加熱再生は、再生熱交換器(102)におけるＢ→Ｃ間での超臨界サイクルによる放熱行程で行われる。次に、このＢ→Ｃ間における冷媒(106)の状態変化について説明する。
【０１２２】
この冷凍サイクルにおいて、第１，第２吸着素子(81,82)の加熱再生は、再生熱交換器(102)におけるＢ→Ｃ間で行われる。このＢ→Ｃ間では、ＣＯ２の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて超臨界状態となったＣＯ２が、約１２０℃となっている（Ｂ点）。次に、このＢ点のＣＯ２が、Ｂ→Ｃ間において、再生熱交換器(102)内で空気と熱交換する。この際、超臨界状態のＣＯ２の温度は、空気への放熱により、徐々に温度が低下する。ここで、ＣＯ２は超臨界状態であるため、図１０で前述したＲ３２のように、凝縮されずに、超臨界状態のまま約４０℃となる（Ｃ点）。
【０１２３】
ここで、本実施形態では、吸着素子(81,82)の加熱再生に必要な温度を約６０℃としているため、この吸着素子(81,82)の加熱再生に有効に作用する顕熱領域(Ｒ)は、斜線部分の範囲となる。このＣＯ２の顕熱領域(Ｒ)は、実質的な吐出温度(Ｂ)がほぼ同一である図９に示すＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなっている。このため、冷媒回路(100)の冷媒(106)としてＣＯ２を用いて超臨界サイクルを行うことで、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、再生熱交換器(102)より空気へ放出される放熱量を増大させることができる。したがって、吸着素子(81,82)の加熱再生効率を向上させることができる。
【０１２４】
《発明の実施形態２》
次に、実施形態２に係る調湿装置について説明する。実施形態２に係る調湿装置は、室内空気の除湿と加湿とを行うものであり、吸着手段(80)として第１吸着熱交換器(103)と第２吸着熱交換器(104)とを利用するものである。
【０１２５】
上記第１吸着熱交換器(103)及び第２吸着熱交換器(104)は、図１２に示すように、それぞれクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。具体的に、上記第１吸着熱交換器(103)および第２吸着熱交換器(104)は、長方形板状に形成されたアルミニウム製の多数のフィン(83)と、該フィン(83)を貫通する銅製の伝熱管(84)とを備えている。上記フィン(83)の外表面には、例えばゼオライト等の吸着材が担持されている。
【０１２６】
また、この調湿装置は、扁平な中空直方体状のケーシング(10)を備えている。このケーシング(10)の内部構造について図１３を参照しながら説明する。なお、図１３(Ｂ)においては、下側がケーシング(10)の正面側（前側）であって、上側がケーシング(10)の背面側（後側）である。また、以下の説明における「右」「左」「上」「下」は、何れも参照する図面におけるものを意味する。
【０１２７】
ケーシング(10)は、平面視が概ね正方形状で扁平な箱型に形成されている。このケーシング(10)において、最も右側には第１パネル(11)が設けられ、最も左側には第２パネル(12)が設けられている。第１パネル(11)には、その正面側寄りの下部に給気口(14)が形成され、その背面側寄りの下部に排気口(16)が形成されている。一方、第２パネル(12)には、その正面側寄りの上部に室内側吸引口(13)が形成され、その背面側寄りの下部に室外側吸引口(15)が形成されている。
【０１２８】
上記ケーシング(10)の内部には、左右方向において、大別すると２つの空間に仕切られている。
【０１２９】
ケーシング(10)の第１パネル(11)寄りに形成された空間は、さらに仕切板(40)により前後の空間に仕切られている。この前後の空間のうち、後側の空間は排気側流路(41)を構成し、前側の空間は給気側流路(42)を構成している。
【０１３０】
上記排気側流路(41)は、排気口(16)を介して室外に連通している。この排気側流路(41)には、排気ファン(96)、圧縮機(101)が設置されている。一方、給気側流路(42)は、給気口(14)を介して室内に連通している。この給気側流路(42)には、給気ファン(95)が設置されている。
【０１３１】
ケーシング(10)の第２パネル(12)寄りに形成された空間は、後側仕切板(20)と前側仕切板(30)とによって前後に３つの空間に仕切られている。
【０１３２】
後側仕切板(20)の後側の空間は、上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が後上部流路(65)を構成し、下側の空間が後下部流路(66)を構成している。後上部流路(65)は、室外側吸引口(15)と連通している一方、排気側流路(41)とは仕切られている。また、後下部流路(66)は、排気側流路(41)と連通している一方、室外側吸引口(15)とは仕切られている。
【０１３３】
前側仕切板(21)の前側の空間は、上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が前上部流路(67)を構成し、下側の空間が前下部流路(68)を構成している。前上部流路(67)は、室内側吸引口(13)と連通している一方、給気側流路(42)とは仕切られている。また、前下部流路(68)は、給気側流路(42)と連通している一方、室内側吸引口(13)とは仕切られている。
【０１３４】
また、後側仕切板(20)と前側仕切板(30)との間の空間は、中央仕切板(50)によって、第１流路(51)と第２流路(52)とに仕切られている。
【０１３５】
第１流路(51)は、中央仕切板(50)の左側に形成されている。そして、第１流路(51)には、上記第１吸着熱交換器(103)が配置されている。この第１吸着熱交換器(103)は、第１流路(51)を上部の空間と下部の空間とに仕切っている。一方、第２流路(52)は、中央仕切板(50)の右側に形成されている。そして、第２流路(52)には、上記第２吸着熱交換器(104)が配置されている。この第２吸着熱交換器(104)は、第２流路(52)を上部の空間と下部の空間とに仕切っている。
【０１３６】
また、図１３(Ａ)に示すように、上記後側仕切板(20)には、後側左上開口(21)、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、及び後側右下開口(24)が形成されている。後側左上開口(21)は、後側仕切板(20)における左側の上部に形成され、後側右上開口(22)は、後側仕切板(20)における右側の上部に形成されている。また、後側左下開口(23)は、後側仕切板(20)における左側の下部に形成され、後側右下開口(24)は、後側仕切板(20)における右側の下部に形成されている。
【０１３７】
後側仕切板(20)の各開口(21,22,23,24)には、それぞれ開閉ダンパが設けられている。各開口(21,22,23,24)の開閉ダンパは、それぞれ独立して開の状態と閉の状態とに切換可能となっている。そして、後側左上開口(21)が開の状態となると、後上部流路(65)と第１流路(51)の上部空間とが連通する。また、後側右上開口(22)が開の状態となると、後上部流路(65)と第２流路(52)の上部空間とが連通する。さらに、後側左下開口(23)が開の状態となると、後下部流路(66)と第１流路(51)の下部空間とが連通される。また、後側右下開口(24)が開の状態となると、後下部流路(66)と第２流路(52)の下部空間とが連通する。
【０１３８】
一方、前側仕切板(30)には、前側左上開口(31)、前側右上開口(32)、前側左下開口(33)、及び前側右下開口(34)が形成されている。前側左上開口(31)は、前側仕切板(30)における左側の上部に形成され、前側右上開口(32)は、前側仕切板(30)における右側の上部に形成されている。また、前側左下開口(33)は、前側仕切板(30)における左側の下部に形成され、前側右下開口(34)は、前側仕切板(30)における右側の下部に形成されている。
【０１３９】
前側仕切板(21)における各開口(31,32,33,34)には、それぞれ開閉ダンパが設けられている。各開口(31,32,33,34)の開閉ダンパは、それぞれ独立して開の状態と閉の状態とに切換可能となっている。そして、前側左上開口(31)が開の状態となると、前上部流路(67)と第１流路(51)の上部空間とが連通する。また、前側右上開口(32)が開の状態となると、前上部流路(67)と第２流路(52)の上部空間とが連通する。さらに、前側左下開口(33)が開の状態となると、前下部流路(68)と第１流路(51)の下部空間とが連通する。また、前側右下開口(34)が開の状態となると、前下部流路(68)と第２流路(52)の下部空間とが連通する。
【０１４０】
−冷媒回路の構成−
次に、冷媒回路(100)の構成について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１４は、実施形態２の冷媒回路(100)を示す回路図である。
【０１４１】
上記冷媒回路(100)は、上記圧縮機(101)、上記第１吸着熱交換器(103)、上記第２吸着熱交換器(104)、四路切換弁（107）、及び電動膨張弁（120）が設けられた閉回路である。この冷媒回路(100)では、冷媒(106)を循環させることで冷凍サイクルが行われる。
【０１４２】
冷媒回路(100)において、圧縮機(101)の吐出側は、四路切換弁(107)の第１のポートに接続され、吸入側が四路切換弁(107)の第２のポートに接続されている。上記第１吸着熱交換器(103)は、一端が四路切換弁(107)の第３のポートに接続され、他端が電動膨張弁(120)を介して第２吸着熱交換器(104)の一端に接続されている。この第２吸着熱交換器(104)の他端は、四路切換弁(107)の第４のポートに接続されている。
【０１４３】
上記四路切換弁(107)は、第１のポートと第３のポートとが連通すると同時に第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１４(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートとが連通すると同時に第２のポートと第３のポートとが連通する状態（図１４(Ｂ)に示す状態）とに切り換え自在に構成されている。そして、四路切換弁(107)が第１状態に切り換わると、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能し、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。一方、四路切換弁(107)が第２状態に切り換わると、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能し、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。
【０１４４】
以上の構成の冷媒回路(100)の冷媒(106)としては、実施形態１と同様に、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)が大きい冷媒を用いることが好ましい。さらに、具体的には、上記冷媒(106)として、Ｒ３２単一冷媒、又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２冷媒を含む混合冷媒（例えばＲ３２とＲ１２５の混合冷媒）、あるいはＣＯ２冷媒を用いることが好ましい。
【０１４５】
−運転動作−
次に、上記調湿装置の運転動作について説明する。この調湿装置は、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、この調湿装置は、冷媒回路(100)内の冷媒の循環方向を切り換えることで、第１動作と第２動作とを交互に切換ながらの除湿運転、又は加湿運転を継続的に行う。
【０１４６】
<除湿運転>
除湿運転時の第１動作においては、冷媒回路(100)が第２状態（図１４(Ｂ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。また、第２動作においては、冷媒回路(100)が第１状態（図１４(Ａ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。
【０１４７】
図１５に示すように、除湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気(OA)は第１空気として、後上部流路(65)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気(RA)は第２空気として、前上部流路(67)を流入する。
【０１４８】
図１５に示すように、除湿運転の第１動作では、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが開の状態となり、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【０１４９】
したがって、後上部流路(65)を流通する第１空気は、後側左上開口(21)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器(103)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【０１５０】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)で減湿された第１空気は、前側左下開口(33)より前下部流路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【０１５１】
一方、前上部流路(67)を流通する第２空気は、前側右上開口(32)より第２流路(52)の下部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与されるとともに第２吸着熱交換器(104)の吸着材が再生される。
【０１５２】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)の吸着材の再生に利用された第２空気は、後側右下開口(66)より後下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【０１５３】
図１６に示すように、除湿運転の第２動作では、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが開の状態となり、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【０１５４】
したがって、後上部流路(65)を流通する第１空気は、後側右上開口(22)より第２流路(52)の上部空間に流入する。この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器(104)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【０１５５】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)で減湿された第１空気は、前側右下開口(34)より前下部通路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【０１５６】
一方、前上部流路(67)を流通する第２空気は、前側左上開口(31)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与されるとともに第１吸着熱交換器(103)の吸着材が再生される。
【０１５７】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)の吸着材の再生に利用された第２空気は、後側左下開口(23)より前下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【０１５８】
<加湿運転>
加湿運転時の第１動作においては、冷媒回路(100)が第１状態（図１４(Ａ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。また、第２動作においては、冷媒回路(100)が第２状態（図１４(Ｂ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。
【０１５９】
図１７に示すように、除湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気(OA)は第２空気として、後上部流路(65)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気(RA)は第１空気として、前上部流路(67)を流入する。
【０１６０】
図１７に示すように、加湿運転の第１動作では、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが開の状態となり、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【０１６１】
したがって、後上部流路(65)を流通する第２空気は、後側左上開口(21)より第１流路(41)の上部空間に流入する。そして、この空気は下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(41)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与される。
【０１６２】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)で加湿された第２空気は、前側左下開口(33)より前下部流路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【０１６３】
一方、前上部流路(67)を流通する第１空気は、前側右上開口(32)より第２流路(52)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器(104)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【０１６４】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)の吸着材の再生に利用された第１空気は、後側右下開口(66)より後下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【０１６５】
図１８に示すように、加湿運転の第２動作では、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが開の状態となり、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【０１６６】
したがって、後上部流路(65)を流通する第２空気は、後側右上開口(22)より第２流路(52)の上部空間に流入する。この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与される。
【０１６７】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)で加湿された第２空気は、前側右下開口(34)より前下部通路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【０１６８】
一方、前上部流路(67)を流通する第１空気は、前側左上開口(31)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器(103)内の冷媒の蒸発熱として利用される。以上のようにして第１吸着熱交換器(103)の吸着材に水分を付与した第１空気は、後側左下開口(23)より前下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【０１６９】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２では、第１吸着熱交換器(103)及び第２吸着熱交換器(104)を吸着手段(80)として利用することで、上述した除湿運転と加湿運転とを切り換えて行うことができる。
【０１７０】
ここで、冷媒(106)としてＲ３２を用いることで、図１０で上述したように、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、第１，第２吸着熱交換器(103,104)の吸着材の再生時に利用される熱量を増大させることができる。したがって、第１，第２吸着熱交換器(103,104)の加熱再生効率を向上させることができる。
【０１７１】
なお、このような顕熱領域(Ｒ)の増大による加熱再生効率の向上は、Ｒ３２リッチの混合冷媒（７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒）についても同様に得ることができる。
【０１７２】
また、冷媒(106)としてＣＯ２を用いて超臨界サイクルを行うことで、図１１で上述したように、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、第１，第２吸着熱交換器(103,104)の吸着材の再生時に利用される熱量を増大させることができる。したがって、第１，第２吸着熱交換器(103,104)の加熱再生効率を向上させることができる。
【０１７３】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１７４】
上記実施形態では、吸着素子(81,82)を、再生熱交換器(102)によって約６０℃まで加温された第２空気により、加熱再生している。しかしながら、この加熱再生温度は、必ずしも６０℃でなくてよい。すなわち、吸着素子(81,82)に用いられる吸着材の物理化学的特性に応じて、この加熱再生温度を６０℃よりも高い、あるいは低い温度に加温して、吸着素子(81,82)の加熱再生を行うこともできる。この場合にも、加熱再生に有効に作用する顕熱領域(Ｒ)の大きいＲ３２の冷凍サイクルやＣＯ２の超臨界サイクルを用いることで、吸着素子(81,82)の加熱再生効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】実施形態１に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。図１(Ａ)、図１(Ｂ)、図１(Ｃ)は、それぞれ、調湿装置の上面図、左側面図、右側面図を示すものである。
【図２】実施形態１に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。図２(Ａ)、図２(Ｂ)、図２(Ｃ)は、それぞれ、調湿装置の上面図、左側面図、右側面図を示すものである。
【図３】実施形態１に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。図３(Ａ)、図３(Ｂ)、図３(Ｃ)は、それぞれ、調湿装置の上面図、左側面図、右側面図を示すものである。
【図４】実施形態１に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。図４(Ａ)、図４(Ｂ)、図４(Ｃ)は、それぞれ、調湿装置の上面図、左側面図、右側面図を示すものである。
【図５】実施形態１に係る調湿装置の要部拡大図である。
【図６】実施形態１に係る調湿装置の吸着素子の構成を示す概略斜視図である。
【図７】実施形態１に係る冷媒回路の回路図である。
【図８】図８(Ａ)、(Ｂ)は、それぞれ、除湿運転時における冷媒回路の運転動作を示す概略構成図、加湿運転時における冷媒回路の運転動作を示す概略構成図である。
【図９】冷媒回路の冷媒としてＲ２２を用いた場合の冷凍サイクルの例を示すＴ−Ｓ線図である。
【図１０】冷媒回路の冷媒としてＲ３２を用いた場合の冷凍サイクルの例を示すＴ−Ｓ線図である。
【図１１】冷媒回路の冷媒としてＣＯ２を用いた場合の冷凍サイクル（超臨界サイクル）の例を示すＴ−Ｓ線図である。
【図１２】実施形態２に係る調湿装置に用いられる吸着熱交換器の概略斜視図である。
【図１３】実施形態２に係る調湿装置の概略構成図である。
【図１４】実施形態２に係る冷媒回路の回路図である。
【図１５】実施形態２に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図１６】実施形態２に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図１７】実施形態２に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図１８】実施形態２に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１７６】
(80)    吸着手段
(81)    第１吸着素子
(82)    第２吸着素子
(100)   冷媒回路
(102)   再生熱交換器
(103)   第１熱交換器
(104)   第２熱交換器
(106)   冷媒
(Ｂ)    吐出温度
(Ｒ)    高温領域
【図１】
2005055165.tif 000003
【図２】
2005055165.tif 000004
【図３】
2005055165.tif 000005
【図４】
2005055165.tif 000006
【図５】
2005055165.tif 000007
【図６】
2005055165.tif 000008
【図７】
2005055165.tif 000009
【図８】
2005055165.tif 000010
【図９】
2005055165.tif 000011
【図１０】
2005055165.tif 000012
【図１１】
2005055165.tif 000013
【図１２】
2005055165.tif 000014
【図１３】
2005055165.tif 000015
【図１４】
2005055165.tif 000016
【図１５】
2005055165.tif 000017
【図１６】
2005055165.tif 000018
【図１７】
2005055165.tif 000019
【図１８】
2005055165.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材により被処理空気の調湿を行う吸着手段(80)と冷凍サイクルを行う冷媒回路(100)とを備え、
上記冷媒回路(100)内の冷媒(106)の温熱により、上記吸着手段(80)の加熱再生を行う調湿装置であって、
上記吸着手段(80)は、冷媒回路(100)に接続されるとともに表面に吸着材が担持された吸着熱交換器(103,104)で構成され、
実質的に圧縮機(101)の同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較したときに、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)が、Ｒ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする調湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の調湿装置において、
冷媒回路(100)は、冷凍サイクルの高圧圧力が、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くなるように構成されていることを特徴とする調湿装置。
【請求項３】
請求項１に記載の調湿装置において、
冷媒(106)は、Ｒ３２単一冷媒又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒であることを特徴とする調湿装置。
【請求項４】
請求項２に記載の調湿装置において、
冷媒(106)は、ＣＯ２冷媒であることを特徴とする調湿装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着手段により空気の除湿や加湿を行う調湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室内空気の温度と湿度を調整する調湿装置として、除湿剤（デシカント）の水分吸着作用を利用するデシカント調湿装置がある。
【０００３】
例えばデシカント調湿装置は、室内空気中の水分を吸脱着する吸着素子と、室内空気の温度調整を行う冷媒回路とを備えている。このデシカント調湿装置に導入された室内空気は、上記吸着素子で加湿または除湿されるとともに、上記冷媒回路の熱交換器で加温または冷却される。また、水分が吸着された吸着素子は、加熱再生されることで、この吸着素子の吸着能力が回復される。
【０００４】
このデシカント調湿装置の吸着素子は、第１の吸着素子と第２の吸着素子とで構成されている。そして、例えば夏期などに室内空気の除湿を行う際には、第１の吸着素子において室内空気の水分を吸着し、この間に第２の吸着素子を加熱再生する。そして、所定の時間が経過した後に、第２の吸着素子で室内空気の水分を吸着し、この間に第１の吸着素子を加熱再生する。すなわち、このデシカント調湿装置では、第１，第２の吸着素子において、水分吸着と加熱再生とを相互に切り換えて運転（バッチ運転）することで、除湿性能が低下することなく、室内空気の調湿を連続的に行う。
【０００５】
また、上記デシカント調湿装置の冷媒回路は、主に、圧縮機と、吸着素子を再生する再生用熱交換器と、膨張機構と、室内空気の加温/冷却用熱交換器とで構成されている。そして、これらの圧縮機、熱交換器、及び膨張機構は配管で接続されており、この配管内に充填された冷媒が循環する際の状態変化により冷凍サイクルを行う。この冷凍サイクルにおいて、例えば吸着素子の加熱再生時には、再生熱交換器内の冷媒の凝縮熱などを利用する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９７８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の調湿装置において、冷媒回路の冷凍サイクルでは、吸着素子を加熱再生するための熱量が不足するということが考えられる。特に、上記冷媒回路内の冷媒を、従来の調湿装置の一般的な冷媒であるＲ２２（ＣＨＣｌＦ2）とした場合には、吸着素子を加熱再生するための熱量が十分得られないため、その結果、調湿装置の調湿性能の低下を招くという問題が考えられる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、調湿装置の冷媒回路において、吸着素子を加熱再生するための熱量を大幅に増大させることにより、吸着素子の再生効率を向上させ、調湿装置の調湿能力を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくして、吸着手段(80)を加熱再生するための熱量を増大させるようにしたものである。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、吸着材により被処理空気の調湿を行う吸着手段(80)と冷凍サイクルを行う冷媒回路(100)とを備え、上記冷媒回路(100)内の冷媒(106)の温熱により、上記吸着手段(80)の加熱再生を行う調湿装置を前提としている。
【００１０】
そして、この調湿装置は、上記吸着手段(80)は、冷媒回路(100)に接続されるとともに表面に吸着材が担持された吸着熱交換器(103,104)で構成され、実質的に圧縮機(101)の同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較したときに、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)が、Ｒ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。ここで、上記吐出温度(Ｂ)は、圧縮機での圧縮行程を経て吐出された冷媒の温度を示す。
【００１１】
上記第１の発明では、冷媒回路(100)に吸着手段(80)としての吸着熱交換器(103,104)が設けられる。被処理空気は、上記吸着熱交換器(103,104)の表面に担持された吸着材によって調湿される。ここで、冷媒回路(100）の冷凍サイクルによって吸着熱交換器(103,104)が蒸発器として機能する場合、被処理空気中の水分が吸着材に吸着される。一方、冷媒回路(100）の冷凍サイクルによって吸着熱交換器(103,104)が凝縮器（放熱器）として機能する場合、冷媒(106)の温熱によって吸着熱交換器(103,104)が内部より加熱され、吸着材の加熱再生が行われる。
【００１２】
ここで、上記吸着熱交換器(103,104）の吸着材の加熱再生時に用いる冷媒(106)として、実質的に同一吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較した場合に、顕熱領域(Ｒ)が一般的な冷媒であるＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなる冷媒(106)を用いている。この顕熱領域(Ｒ)について、図１０に基づいて説明を行う。
【００１３】
図１０は、従来の一般的な冷媒であるＲ２２を用いた冷凍サイクルを示すＴ−Ｓ線図である。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒の温度、横軸に冷媒のエントロピーをとり、Ｒ２２の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＲ２２の飽和曲線（飽和液線及び飽和蒸気線）である。
【００１４】
Ｒ２２を用いた冷媒回路では、大略的にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示される冷凍サイクルを行っている。この冷凍サイクルにおいて、吸着材の加熱再生は、Ｂ→Ｃ間でのＲ２２の放熱によって行われる。ここで、上記吸着材の加熱再生に必要な温度が例えば６０℃である場合、Ｒ２２は、この６０℃よりも温度が高い状態で熱を放出する必要がある。したがって、Ｂ→Ｃ間において、吸着材の加熱再生に有効なＲ２２の顕熱領域(Ｒ)は、６０℃の位置から、この冷凍サイクルの吐出温度(Ｂ)である約１２０℃までの斜線部分の領域となる。したがって、この斜線部分で示した領域が、吸着材の加熱再生に有効に作用する冷媒の状態を示し、この領域を特許請求の範囲で言う顕熱領域(Ｒ)と定義する。なお、この顕熱領域(Ｒ)は、冷媒の温度とエントロピーとで求められる面積を示しているため、この顕熱領域(Ｒ)が広くなれば、吸着材を加熱再生するための放熱量が増大することになる。
【００１５】
本発明では、同一の吐出温度(Ｂ)の冷凍サイクルで比較した際に、上記冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を、従来の調湿装置の一般的な冷媒であるＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくしているため、上記冷媒回路(100)の冷媒(106)により、吸着熱交換器(103,104）の吸着材を加熱再生するために放出される放熱量を増大させることができる。したがって、上記吸着材の加熱再生効率を高めることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の調湿装置において、冷媒回路(100)が、冷凍サイクルの高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くなるように構成していることを特徴とするものである。
【００１７】
上記第２の発明では、吸着熱交換器(103,104）の吸着材の加熱再生時における冷媒回路(100)の高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くし、上記冷媒(106)を超臨界状態にする。そして、この超臨界状態での冷凍サイクル（超臨界サイクル）によって、吸着手段(80)の加熱再生を行っている。ここで、冷媒(106)を超臨界状態とすると、冷媒が液体や気体である状態（亜臨界状態）と比べて、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、上記吸着材を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【００１８】
第３の発明は、第１の発明の調湿装置において、冷媒(106)が、Ｒ３２単一冷媒又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒であることを特徴とするものである。
【００１９】
上記第３の発明では、冷媒回路(100)の冷媒(106)として、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)の大きいＲ３２(ＣＨ2Ｆ2)リッチの冷媒を用いている。このため、吸着熱交換器(103,104）の吸着材を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【００２０】
第４の発明は、第２の発明の調湿装置において、冷媒(106)が、ＣＯ２冷媒であることを特徴とするものである。
【００２１】
上記第４の発明では、冷媒回路(100)の冷媒(106)として、臨界温度の低いＣＯ２を用いている。このため、冷媒(106)を容易に超臨界状態とすることができ、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、吸着熱交換器(103,104）の吸着材を加熱再生するための放熱量を増大させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、以下の効果が発揮できる。
【００２３】
第１の発明によれば、吸着熱交換器(103,104)に担持された吸着材の加熱再生に用いる冷媒(106)として、同一の吐出温度（Ｂ）の冷凍サイクルで比較した際に、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)が大きい冷媒(106)を用いている。このため、冷媒(106)の放熱量を増大させ、上記吸着材の再生効率を向上することができる。したがって、調湿装置の調湿性能を高めることができる。
【００２４】
第２の発明によれば、冷媒回路(100)の冷凍サイクルの高圧圧力を、冷媒(106)の臨界圧力よりも高くし、上記冷媒(106)を超臨界状態にしている。そして、冷媒(106)の超臨界サイクルによって、吸着熱交換器(103,104）の吸着材の加熱再生を行っている。ここで、冷媒(106)を超臨界状態とすると、亜臨界状態と比べて、冷媒(106)の顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。したがって、吸着手段(80)を加熱再生するための放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率を向上することができる。
【００２５】
第３の発明によれば、吸着熱交換器(103,104）の吸着材の加熱再生に用いる冷媒(106)として、Ｒ３２リッチの冷媒を用いている。Ｒ３２は、Ｒ２２と比較して、冷凍サイクルにおける顕熱領域(Ｒ)が大きいため、冷媒(106)の放熱量を増大させ、上記吸着材の再生効率を向上することができる。
【００２６】
第４の発明によれば、吸着熱交換器(103,104）の吸着材の加熱再生に用いる冷媒(106)として、ＣＯ２を用い、このＣＯ２により超臨界サイクルを行っている。このＣＯ２は臨界温度が低いため、容易に超臨界状態とすることができる。そして、このＣＯ２を超臨界状態とすることで、冷媒(106)の冷凍サイクルにおける顕熱領域(Ｒ)を大きくすることができる。このため、上記吸着材を加熱再生するための放熱量を増大させ、吸着手段(80)の再生効率をさらに向上することができる。したがって、調湿装置の調湿性能をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係る調湿装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
本実施形態に係る調湿装置は、室内空気の除湿と加湿とを行うものであり、吸着手段(80)として第１吸着熱交換器(103)と第２吸着熱交換器(104)とを利用するものである。
【００２９】
上記第１吸着熱交換器(103)及び第２吸着熱交換器(104)は、図１に示すように、それぞれクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。具体的に、上記第１吸着熱交換器(103)および第２吸着熱交換器(104)は、長方形板状に形成されたアルミニウム製の多数のフィン(83)と、該フィン(83)を貫通する銅製の伝熱管(84)とを備えている。上記フィン(83)の外表面には、例えばゼオライト等の吸着材が担持されている。
【００３０】
また、この調湿装置は、扁平な中空直方体状のケーシング(10)を備えている。このケーシング(10)の内部構造について図２を参照しながら説明する。なお、図２(Ｂ)においては、下側がケーシング(10)の正面側（前側）であって、上側がケーシング(10)の背面側（後側）である。また、以下の説明における「右」「左」「上」「下」は、何れも参照する図面におけるものを意味する。
【００３１】
ケーシング(10)は、平面視が概ね正方形状で扁平な箱型に形成されている。このケーシング(10)において、最も右側には第１パネル(11)が設けられ、最も左側には第２パネル(12)が設けられている。第１パネル(11)には、その正面側寄りの下部に給気口(14)が形成され、その背面側寄りの下部に排気口(16)が形成されている。一方、第２パネル(12)には、その正面側寄りの上部に室内側吸引口(13)が形成され、その背面側寄りの下部に室外側吸引口(15)が形成されている。
【００３２】
上記ケーシング(10)の内部には、左右方向において、大別すると２つの空間に仕切られている。
【００３３】
ケーシング(10)の第１パネル(11)寄りに形成された空間は、さらに仕切板(40)により前後の空間に仕切られている。この前後の空間のうち、後側の空間は排気側流路(41)を構成し、前側の空間は給気側流路(42)を構成している。
【００３４】
上記排気側流路(41)は、排気口(16)を介して室外に連通している。この排気側流路(41)には、排気ファン(96)、圧縮機(101)が設置されている。一方、給気側流路(42)は、給気口(14)を介して室内に連通している。この給気側流路(42)には、給気ファン(95)が設置されている。
【００３５】
ケーシング(10)の第２パネル(12)寄りに形成された空間は、後側仕切板(20)と前側仕切板(30)とによって前後に３つの空間に仕切られている。
【００３６】
後側仕切板(20)の後側の空間は、上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が後上部流路(65)を構成し、下側の空間が後下部流路(66)を構成している。後上部流路(65)は、室外側吸引口(15)と連通している一方、排気側流路(41)とは仕切られている。また、後下部流路(66)は、排気側流路(41)と連通している一方、室外側吸引口(15)とは仕切られている。
【００３７】
前側仕切板(21)の前側の空間は、上下方向に２つの空間に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が前上部流路(67)を構成し、下側の空間が前下部流路(68)を構成している。前上部流路(67)は、室内側吸引口(13)と連通している一方、給気側流路(42)とは仕切られている。また、前下部流路(68)は、給気側流路(42)と連通している一方、室内側吸引口(13)とは仕切られている。
【００３８】
また、後側仕切板(20)と前側仕切板(30)との間の空間は、中央仕切板(50)によって、第１流路(51)と第２流路(52)とに仕切られている。
【００３９】
第１流路(51)は、中央仕切板(50)の左側に形成されている。そして、第１流路(51)には、上記第１吸着熱交換器(103)が配置されている。この第１吸着熱交換器(103)は、第１流路(51)を上部の空間と下部の空間とに仕切っている。一方、第２流路(52)は、中央仕切板(50)の右側に形成されている。そして、第２流路(52)には、上記第２吸着熱交換器(104)が配置されている。この第２吸着熱交換器(104)は、第２流路(52)を上部の空間と下部の空間とに仕切っている。
【００４０】
また、図２(Ａ)に示すように、上記後側仕切板(20)には、後側左上開口(21)、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、及び後側右下開口(24)が形成されている。後側左上開口(21)は、後側仕切板(20)における左側の上部に形成され、後側右上開口(22)は、後側仕切板(20)における右側の上部に形成されている。また、後側左下開口(23)は、後側仕切板(20)における左側の下部に形成され、後側右下開口(24)は、後側仕切板(20)における右側の下部に形成されている。
【００４１】
後側仕切板(20)の各開口(21,22,23,24)には、それぞれ開閉ダンパが設けられている。各開口(21,22,23,24)の開閉ダンパは、それぞれ独立して開の状態と閉の状態とに切換可能となっている。そして、後側左上開口(21)が開の状態となると、後上部流路(65)と第１流路(51)の上部空間とが連通する。また、後側右上開口(22)が開の状態となると、後上部流路(65)と第２流路(52)の上部空間とが連通する。さらに、後側左下開口(23)が開の状態となると、後下部流路(66)と第１流路(51)の下部空間とが連通される。また、後側右下開口(24)が開の状態となると、後下部流路(66)と第２流路(52)の下部空間とが連通する。
【００４２】
一方、前側仕切板(30)には、前側左上開口(31)、前側右上開口(32)、前側左下開口(33)、及び前側右下開口(34)が形成されている。前側左上開口(31)は、前側仕切板(30)における左側の上部に形成され、前側右上開口(32)は、前側仕切板(30)における右側の上部に形成されている。また、前側左下開口(33)は、前側仕切板(30)における左側の下部に形成され、前側右下開口(34)は、前側仕切板(30)における右側の下部に形成されている。
【００４３】
前側仕切板(21)における各開口(31,32,33,34)には、それぞれ開閉ダンパが設けられている。各開口(31,32,33,34)の開閉ダンパは、それぞれ独立して開の状態と閉の状態とに切換可能となっている。そして、前側左上開口(31)が開の状態となると、前上部流路(67)と第１流路(51)の上部空間とが連通する。また、前側右上開口(32)が開の状態となると、前上部流路(67)と第２流路(52)の上部空間とが連通する。さらに、前側左下開口(33)が開の状態となると、前下部流路(68)と第１流路(51)の下部空間とが連通する。また、前側右下開口(34)が開の状態となると、前下部流路(68)と第２流路(52)の下部空間とが連通する。
【００４４】
−冷媒回路の構成−
次に、冷媒回路(100)の構成について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図３は、本実施形態の冷媒回路(100)を示す回路図である。
【００４５】
上記冷媒回路(100)は、上記圧縮機(101)、上記第１吸着熱交換器(103)、上記第２吸着熱交換器(104)、四路切換弁（107）、及び電動膨張弁（120）が設けられた閉回路である。この冷媒回路(100)では、冷媒(106)を循環させることで冷凍サイクルが行われる。
【００４６】
冷媒回路(100)において、圧縮機(101)の吐出側は、四路切換弁(107)の第１のポートに接続され、吸入側が四路切換弁(107)の第２のポートに接続されている。上記第１吸着熱交換器(103)は、一端が四路切換弁(107)の第３のポートに接続され、他端が電動膨張弁(120)を介して第２吸着熱交換器(104)の一端に接続されている。この第２吸着熱交換器(104)の他端は、四路切換弁(107)の第４のポートに接続されている。
【００４７】
上記四路切換弁(107)は、第１のポートと第３のポートとが連通すると同時に第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図３(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートとが連通すると同時に第２のポートと第３のポートとが連通する状態（図３(Ｂ)に示す状態）とに切り換え自在に構成されている。そして、四路切換弁(107)が第１状態に切り換わると、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能し、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。一方、四路切換弁(107)が第２状態に切り換わると、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能し、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。
【００４８】
以上の構成の冷媒回路(100)の冷媒(106)としては、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)が大きい冷媒を用いることが好ましい。さらに、具体的には、上記冷媒(106)として、Ｒ３２単一冷媒、又は７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２冷媒を含む混合冷媒（例えばＲ３２とＲ１２５の混合冷媒）、あるいはＣＯ２冷媒を用いることが好ましい。
【００４９】
−運転動作−
次に、上記調湿装置の運転動作について説明する。この調湿装置は、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、この調湿装置は、冷媒回路(100)内の冷媒の循環方向を切り換えることで、第１動作と第２動作とを交互に切換ながらの除湿運転、又は加湿運転を継続的に行う。
【００５０】
<除湿運転>
除湿運転時の第１動作においては、冷媒回路(100)が第２状態（図３(Ｂ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。また、第２動作においては、冷媒回路(100)が第１状態（図３(Ａ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。
【００５１】
図４に示すように、除湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気(OA)は第１空気として、後上部流路(65)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気(RA)は第２空気として、前上部流路(67)を流入する。
【００５２】
図４に示すように、除湿運転の第１動作では、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが開の状態となり、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【００５３】
したがって、後上部流路(65)を流通する第１空気は、後側左上開口(21)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器(103)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【００５４】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)で減湿された第１空気は、前側左下開口(33)より前下部流路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００５５】
一方、前上部流路(67)を流通する第２空気は、前側右上開口(32)より第２流路(52)の下部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与されるとともに第２吸着熱交換器(104)の吸着材が再生される。
【００５６】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)の吸着材の再生に利用された第２空気は、後側右下開口(66)より後下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００５７】
図５に示すように、除湿運転の第２動作では、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが開の状態となり、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【００５８】
したがって、後上部流路(65)を流通する第１空気は、後側右上開口(22)より第２流路(52)の上部空間に流入する。この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器(104)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【００５９】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)で減湿された第１空気は、前側右下開口(34)より前下部通路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００６０】
一方、前上部流路(67)を流通する第２空気は、前側左上開口(31)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与されるとともに第１吸着熱交換器(103)の吸着材が再生される。
【００６１】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)の吸着材の再生に利用された第２空気は、後側左下開口(23)より前下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００６２】
<加湿運転>
加湿運転時の第１動作においては、冷媒回路(100)が第１状態（図３(Ａ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が凝縮器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が蒸発器として機能する。また、第２動作においては、冷媒回路(100)が第２状態（図３(Ｂ)の状態）となり、第１吸着熱交換器(103)が蒸発器として機能する一方、第２吸着熱交換器(104)が凝縮器として機能する。
【００６３】
図６に示すように、除湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室外空気(OA)が室外側吸引口(15)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室外空気(OA)は第２空気として、後上部流路(65)へ流入する。一方、排気ファン(96)を駆動すると、室内空気(RA)が室内側吸引口(13)を通じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気(RA)は第１空気として、前上部流路(67)を流入する。
【００６４】
図６に示すように、加湿運転の第１動作では、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが開の状態となり、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【００６５】
したがって、後上部流路(65)を流通する第２空気は、後側左上開口(21)より第１流路(41)の上部空間に流入する。そして、この空気は下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(41)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与される。
【００６６】
以上のようにして第１吸着熱交換器(103)で加湿された第２空気は、前側左下開口(33)より前下部流路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００６７】
一方、前上部流路(67)を流通する第１空気は、前側右上開口(32)より第２流路(52)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第２吸着熱交換器(104)内の冷媒の蒸発熱として利用される。
【００６８】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)の吸着材の再生に利用された第１空気は、後側右下開口(66)より後下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００６９】
図７に示すように、加湿運転の第２動作では、後側右上開口(22)、後側左下開口(23)、前側左上開口(31)、及び前側右下開口(34)の開閉ダンパが開の状態となり、後側左上開口(21)、後側右下開口(24)、前側右上開口(32)、及び前側左下開口(33)の開閉ダンパが閉の状態となる。
【００７０】
したがって、後上部流路(65)を流通する第２空気は、後側右上開口(22)より第２流路(52)の上部空間に流入する。この空気は、下方向に流れて第２吸着熱交換器(104)を通過し、第２流路(52)の下部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第２吸着熱交換器(104)の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱着されると、この水分が空気に付与される。
【００７１】
以上のようにして第２吸着熱交換器(104)で加湿された第２空気は、前側右下開口(34)より前下部通路(68)へ流入する。そして、この空気は、給気側流路(42)を流通した後、給気口(14)を通って室内へ供給される。
【００７２】
一方、前上部流路(67)を流通する第１空気は、前側左上開口(31)より第１流路(51)の上部空間に流入する。そして、この空気は、下方向に流れて第１吸着熱交換器(103)を通過し、第１流路(51)の下部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第１吸着熱交換器(103)の吸着材によって空気中の水分が吸着される。なお、この際生じる吸着熱は、第１吸着熱交換器(103)内の冷媒の蒸発熱として利用される。以上のようにして第１吸着熱交換器(103)の吸着材に水分を付与した第１空気は、後側左下開口(23)より前下部流路(66)へ流入する。そして、この空気は、排気側流路(41)を流通した後、排気口(16)を通って室外へ排出される。
【００７３】
−実施形態の効果−
次に、本実施形態の冷媒回路(100)の冷媒(106)として、Ｒ３２を用いた際の効果について説明する。
【００７４】
図８は、Ｒ３２を用いた冷媒回路(100)の冷凍サイクルを示すＴ−Ｓ線図の一例を示したものである。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒(106)の温度、横軸に冷媒(106)のエントロピーをとり、Ｒ３２の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＲ３２の飽和曲線である。
【００７５】
Ｒ３２を用いた冷媒回路(100)では、大略的にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示される一般的な冷凍サイクルを行っている。この冷凍サイクルにおいて、Ａ→Ｂ間は圧縮機(101)による圧縮行程、Ｂ→Ｃ間は吸着熱交換器(103,104)における凝縮行程、Ｃ→Ｄ間は電動膨張弁(121,122)による膨張行程、Ｄ→Ａ間は吸着熱交換機(103,104)における蒸発行程を示している。この冷凍サイクルにおいて、吸着熱交換器(103,104）に担持された吸着材の加熱再生は、Ｂ→Ｃ間での凝縮行程で行われる。次に、このＢ→Ｃ間における冷媒(106)の状態変化について説明する。
【００７６】
圧縮機(101)の吐出温度となるＢ点では、圧縮されて高温高圧の過熱蒸気となったＲ３２が、約１２０℃となっている。次に、このＢ点のＲ３２が、Ｂ→Ｃ間において、吸着熱交換器(103,104）内で空気と熱交換し、吸着材が加熱再生される。この際、Ｒ３２の温度は、空気への放熱により、徐々に温度が低下して約６０℃となる（Ｂ→Ｂ1）。その後、Ｒ３２は飽和蒸気から飽和液へ徐々に変化して凝縮する(Ｂ1→Ｂ2)。さらに、冷却されたＲ３２は、過冷却液となる（Ｃ点）。ここで、本実施形態では、吸着熱交換機(103,104)の吸着材の加熱再生に必要な温度を約６０℃としているため、この吸着材の加熱再生に有効に作用する顕熱領域(Ｒ)は、斜線部分の範囲となる。このＲ３２の顕熱領域(Ｒ)は、実質的に吐出温度(Ｂ)がほぼ同一である図１０に示すＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなっている。このため、冷媒回路(100)の冷媒(106)としてＲ３２を用いることで、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、吸着材の加熱再生効率を向上することができる。
【００７７】
なお、このような顕熱領域(Ｒ)の増大による加熱再生効率の向上は、Ｒ３２リッチの混合冷媒（７５重量％以上で且つ１００重量％未満のＲ３２を含む混合冷媒）についても同様に得ることができる。
【００７８】
次に、本実施形態の冷媒回路(100)の冷媒(106)として、ＣＯ２を用いた際の効果について説明する。なお、この冷媒回路(100)内での冷凍サイクルの高圧圧力は、ＣＯ２の臨界圧力よりも高い圧力となっており、冷媒回路(100)内の冷媒(106)では、超臨界サイクルが行われる。
【００７９】
図９は、ＣＯ２を用いた冷媒回路(100)の冷凍サイクル（超臨界サイクル）を示すＴ−Ｓ線図の一例を示したものである。このＴ−Ｓ線図は、縦軸に冷媒(106)の温度、横軸に冷媒(106)のエントロピーをとり、ＣＯ２の冷凍サイクルにおける状態の変化を示したものである。また、曲線ＬはＣＯ２の飽和曲線である。この冷凍サイクルにおいて、Ａ→Ｂ間は圧縮機(101)による圧縮行程、Ｂ→Ｃ間は吸着熱交換機(103,104)における放熱行程、Ｃ→Ｄ間は電動膨張弁(121,122)による膨張行程、Ｄ→Ａ間は吸着熱交換機(103,104)における蒸発行程を示している。この冷凍サイクルにおいて、吸着熱交換器(103,104）に担持された吸着材の加熱再生は、Ｂ→Ｃ間での超臨界サイクルによる放熱行程で行われる。次に、このＢ→Ｃ間における冷媒(106)の状態変化について説明する。
【００８０】
この冷凍サイクルにおいて、このＢ→Ｃ間では、ＣＯ２の臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮されて超臨界状態となったＣＯ２が、約１２０℃となっている（Ｂ点）。次に、このＢ点のＣＯ２が、Ｂ→Ｃ間において、吸着熱交換器(103,104）内で空気と熱交換し、吸着材が加熱再生される。この際、超臨界状態のＣＯ２の温度は、空気への放熱により、徐々に温度が低下する。ここで、ＣＯ２は超臨界状態であるため、図８で前述したＲ３２のように、凝縮されずに、超臨界状態のまま約４０℃となる（Ｃ点）。
【００８１】
ここで、本実施形態では、吸着熱交換機(103,104)の吸着材の加熱再生に必要な温度を約６０℃としているため、この吸着材の加熱再生に有効に作用する顕熱領域(Ｒ)は、斜線部分の範囲となる。このＣＯ２の顕熱領域(Ｒ)は、実質的な吐出温度(Ｂ)がほぼ同一である図１０に示すＲ２２の顕熱領域(Ｒ)よりも大きくなっている。このため、冷媒回路(100)の冷媒(106)としてＣＯ２を用いて超臨界サイクルを行うことで、Ｒ２２よりも顕熱領域(Ｒ)を大きくとることができ、吸着材の加熱再生効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施形態に係る調湿装置に用いられる吸着熱交換器の概略斜視図である。
【図２】実施形態に係る調湿装置の概略構成図である。
【図３】実施形態に係る冷媒回路の回路図である。
【図４】実施形態に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図５】実施形態に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図６】実施形態に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図７】実施形態に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図である。
【図８】冷媒回路の冷媒としてＲ３２を用いた場合の冷凍サイクルの例を示すＴ−Ｓ線図である。
【図９】冷媒回路の冷媒としてＣＯ２を用いた場合の冷凍サイクル（超臨界サイクル）の例を示すＴ−Ｓ線図である。
【図１０】冷媒回路の冷媒としてＲ２２を用いた場合の冷凍サイクルの例を示すＴ−Ｓ線図である。
【符号の説明】
【００８３】
(80)    吸着手段
(100)   冷媒回路
(103)   第１吸着熱交換器
(104)   第２吸着熱交換器
(106)   冷媒
(Ｂ)    吐出温度
(Ｒ)    高温領域
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005055165.tif 000021
【図２】
2005055165.tif 000022
【図３】
2005055165.tif 000023
【図４】
2005055165.tif 000024
【図５】
2005055165.tif 000025
【図６】
2005055165.tif 000026
【図７】
2005055165.tif 000027
【図８】
2005055165.tif 000028
【図９】
2005055165.tif 000029
【図１０】
2005055165.tif 000030